Оценка сортообразцов костреца безостого по хозяйственно-ценным признакам и свойствам в лесостепи Самарского Заволжья

Важнейшим компонентом сенокосов и пастбищ являются многолетние злаковые травы. Благодаря высокой и устойчивой кормовой и семенной продуктивности, долголетию и зимостойкости они обеспечивают получение высококачественного корма и защиту почвы от водной и ветровой эрозии [1]. Среди многолетних злаковых трав, выращиваемых в России, кострец занимает наиболее широкий ареал возделывания.

Наибольшее кормовое значение в условиях Самарского Заволжья имеет кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss.). Он введен в культуру, как в полевом травосеянии, так и на сеяных пастбищах и лугах долголетнего пользования [2, 3].

Абраменко Ирина Степановна, научный сотрудник лаборатории интродукции, селекции кормовых и масличных культур.

Марунова Людмила Константиновна, старший научный сотрудник лаборатории интродукции, селекции кормовых и масличных культур.

Из всех видов злаковых трав семеноводство костреца наиболее подвержено влиянию природно-климатических факторов [4, 5].

Низкая семенная продуктивность кострецов связана с преобладанием у них вегетационного способа размножения, который закреплялся длительным естественным отбором [6].

В повышении семенной продуктивности костреца важная роль принадлежит селекции. Успех селекционной работы во многом зависит от правильного подбора исходного материала и создание на его основе новых высокоурожайных по кормовой массе и семенам сортов.

Особую роль при подборе исходного материала имеют местные дикорастущие формы и местный селекционный материал, которые под влиянием контрастных условий прошли длительный естественный отбор и приспособились к конкретным условиям произрастания.

Цель исследований заключается в изучении и оценке по комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств коллекционных со-ртообразцов костреца безостого и создании нового селекционного материала, обладающего высокой и стабильной продуктивностью, устойчивого к влиянию абиотических и биотических стрессов для целенаправленного использования в селекции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Экспериментальная работа проводилась в 2017-2019 гг. в лесостепной зоне центральной части Самарской области на полях селекционного севооборота Поволжского НИИСС.

Почва участка представлена типичным среднегумусным среднесуглинистым черноземом. Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое 11,6-13,2 мг, подвижного фосфора 15,8-19,5 мг и калия 14,5-20,1 мг. Повторность четырехкратная, площадь делянок 25 м². Объектом изучения служил селекционный материал, созданный в местных условиях, полученный из других научно-исследовательских учреждений, а так же выделенные дикорастущие формы. За стандарт принят районированный в нашем регионе сорт костреца безостого Безенчукский 9.

Закладка опытов, наблюдения, оценки и учеты осуществлялись согласно методикам ВНИИ кормов, Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. До-спехову [7 ,8 ,9].

Годы исследований характеризовались разнообразием метеорологических условий (рис. 1).

Устойчивый переход температуры через +10 С0 в 2017 году отмечен 27 апреля, что соответствует среднемноголетним срокам наступления весны.

Начальный рост и развитие костреца первого года жизни проходил в условиях повышенного увлажнения и недостаточного количества тепла. В мае месяце, среднесуточная температура воздуха в третьей декаде опу- скалась ниже +10 С0, ГТК был равен 1,93, что характеризует условия месяца как очень влажные. Июнь был ещё более влажными прохладным, чем май, осадков за месяц выпало в 3,3 раза больше среднемноголетних показателей, ГТК равнялся 2,67. В июле при среднесуточной температуре воздуха близкой к среднемноголетним данным осадков было в 2 раза меньше (ГТК - 0,34). В августе осадки были минимальны – 1,3 мм за весь месяц при сумме активных температур – 644,0 С0, что превышает среднемноголетнюю на 60 С0.

Условия перезимовки (2017 – 2018 гг.) складывались благоприятно для костреца, гибели растений от низких температур не наблюдалось. Все изучаемые сортообразцы были отмечены высшим балом по зимостойкости. Начало отрастания костреца отмечалось в первой декаде апреля. Средняя температура воздуха в апреле составляла 5,9°C, что на 1,3°C выше нормы. Это оказало влияние на интенсивность отрастания и ускорило вегетативное развитие растений. Май отличался превышением среднесуточных температур на 2,6°C и недостатком осадков, ГТК составил 0,39. Июнь характеризовался дефицитом осадков, среднесуточная температура находилась на уровне среднемноголетних значений. Июль был влажный и теплый, количество осадков превысило среднемноголетнюю норму на 25,7 мм, среднесуточная температура составляла 23,8°C, что на 3,1°С выше среднемноголетних. В августе месяце наблюдался жесткий дефицит осадков на фоне повышенных температур, ГТК равнялся 0,21. Среднесуточная температура воздуха в сентябре была на 3,4°C выше среднемноголетних значений, дефицит осадков составил 25,7 мм.

Рис. 1. Характеристика метеорологических условий вегетационного периода, 2017 – 2019 гг.

Начало отрастания костреца в 2019 г. отмечалось в первой декаде апреля. Средняя температура воздуха в апреле составляла 8,4°C, что на 1,2°C выше нормы. Количество осадков было близким к среднемноголетним показателям. Период от начала отрастания до первого укоса (фаза выметывания) составил 46 суток. Формирование урожая зеленой массы первого укоса проходило при благоприятных погодных условиях, среднесуточная температура была на уровне 17,4°C, количество осадков превышало среднемноголетние значения. Жесткие гидротермические условия июня – июля, со значительным дефицитом осадков отрицательно повлияли на формирование производственно-значимого урожая отавы и снизили показатели семенной продуктивности костреца безостого.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Высота растений в первый год жизни была в пределах 86,0-114,5 см. По высоте растений ни один образец не превысил стандарт (табл. 1).

Обильные осадки мая и июня 2017 года позволили сформировать изучаемым сортам и сортообразцам производственно-значимый урожай надземной биомассы в год посева. Урожай зеленой массы варьировался в пределах 7,318,3 т/га. Достоверно превысил стандарт отбор из местной дикорастущей популяции Отбор 1. Продуктивность надземной биомассы остальных сортообразцов была на уровне стандарта и достоверно ниже.

В год посева доля листьев в урожае зеленой массы изучаемых образцов находилась в пределах 69,7 – 85,9%. По облиственности выделились сорта СИБНИСХОЗ 189 (85,9%) и Воронежский (82,8%).

Высота растений косвенно характеризует

Таблица 1. Показатели продуктивности сортов и образцов костреца безостого в первый год жизни (посев 2017 г.)

Образец	Происхождение	Высота растений, см	Урожай зеленой массы, т/га	Облиствен-ность, %
Безенчукский9 St	«Самарский НИИСХ» -филиал СамНЦ РАН	114,5	16,5	70,1
Отбор 1	Местный	109,1	18,3	69,7
Отбор 2	Местный	105,2	13,7	76,1
Воронежский 17	ФГБНУ «Воронежская ОС по мн. тр. ВНИИ кормов»	103,5	10,0	82,8
Вегур	ФГБНУ «Ставропольский НИИСХ»	104,7	14,3	74,1
Эркээни	ФГБНУ «ЯНИИСХ»	86,0	7,3	80,5
СИБНИСХОЗ 189	ФГБНУ «Сибирский НИИСХ»	88,4	8,0	85,9
НСР 05		5,65	1,71

Таблица 2. Высота растений и урожайность зеленой массы сортообразцов костреца безостого (второй и третий год пользования)

Сорт, сортообразец Высота перед укосом, см Урожайность, т/га Среднее Отклонение от St 2018 г. 2019 г. Безенчукский9 St 79,2 29,6 17,7 23,7 - Отбор 1 83,4 30,2 22,6 26,4 11,4 Отбор 2 78,6 24,2 25,1 24,6 3,8 Воронежский 17 80,5 22,9 20,2 21,6 -8,9 Вегур 80,6 23,8 30,3 27,0 13,9 Эркээни 62,8 14,3 16,3 15,3 -35,4 СибНИИСХоз 189 74,2 18,2 22,3 20,2 -14,8 НСР05 2018–4,98; 2019 – 2,66 0,49 4,61 V,% 2018 – 10,0; 2019 – 8,2 24,6 23,06 продуктивность сорта. Высота сортообразцов костреца безостого в фазу выметывания в среднем за 2018-2019 гг. находилась в пределах 62,8 – 83,4 см (табл. 2). В первый год пользования на уровне со стандартом была высота растений у сорта Воронежский 17 и сортообразцов Отбор 1, Отбор 2. Сорта Вегур, Эркээни, СибНИИСХоз 189 существенно уступали стандарту.

Во второй год пользования достоверно превысили стандарт сорта Вегур, Воронежский 17 и образец Отбор 1. Эркээни, существенно уступал стандарту, его высота составила 66,6 см, против 78,3 см у стандарта Безенчукский 9. На уровне со стандартом была высота растений у сорта СибНИИСХоз 189 и сортообразца Отбор 2. Установлены прямые корреляционные связи между высотой травостоя и урожайностью, у костреца безостого во второй и третий год жизни коэффициент корреляции составил 0,90 и 0,63 соответственно. Причем изучаемые сорта имели невысокую изменчивость по высоте (V=8,2-10,0%), что предполагает эффективный отбор высокопродуктивных форм по данному признаку.

Урожайность зеленой массы в годы изучения отличалась значительной изменчивостью (4,6-23,06%) и находилась в пределах от 14,3 до 30,3 т/га. В первый год пользования существенное превышение над стандартом выявлено только у местного дикорастущего образца Отбор 1. Все остальные изучаемые сортообразцы значительно уступали стандарту. Во второй год пользования по урожайности надземной биомассы выделялись сортообразцы Отбор 1, Отбор 2 и сорт Вегур (22,6-30,3 т/га). В среднем за 2018-2019 гг. наибольшую прибавку к стандарту обеспечили отбор из дикорастущей популяции Отбор 1 и сорт Вегур, 11,4% и 13,9% соответственно.

Кормовая ценность растений определяется содержанием необходимых для нормальной жизнедеятельности животных питательных веществ. В среднем за годы изучения наибо- лее эффективно накопление сухого вещества в надземной части растений происходило у образцов Отбор 1, Отбор 2 и сорта Вегур, сбор сухого вещества составил 6,2 – 6,5 т/га (табл. 3). Все сортообразцы имели высокий процент об-лиственности 43,8-51,2%, что способствует повышению белковости вегетативной массы. По данному показателю выделялись Вегур, Отбор 2 и Эркээни. Повышенным содержанием протеина отличались образцы Эркээни (16,39%) и Отбор 2 (15,88%), превышение над стандартом 2,3-2,8%. Наибольшее содержание сахара в зеленой массе имел сорт СибНИИСХоз 189 (13,37%).

Содержание каротина в годы изучения отличалось существенной вариабельностью (15,949,08%) и в значительной степени коррелировала с облиственностью (r=0,58-0,75), причем изучаемые сорта имели незначительную изменчивость по облиственности (4,59-5,74%), что предполагает эффективный отбор форм с высоким содержанием каротина по данному признаку. Наибольшим содержанием каротина выделялись Эркээни (174,3 мг/кг), Отбор 2 (140,9 мг/кг) и Воронежский 17 (139,4 мг/кг).

При селекционной работе с кострецом безостым одним из главных направлений является повышение семенной продуктивности. Семенная продуктивность костреца за годы изучения отличалась существенной вариабельностью (V=28,4-38,11%) и находилась в пределах 167,5 – 346,5 кг/га (рис.2).

За годы изучения наибольшую урожайность семян обеспечили отборы из местных дикорастущих популяций Отбор 2, Отбор 1 и сорт Сиб-НИИСХоз 189, превышение над стандартом составило 19,0 – 33,3%.

ВЫВОДЫ

Изучение коллекционных образцов костреца безостого в условиях лесостепи Самарского Заволжья позволило определить размах

Таблица 3. Характеристика сортов и сортообразцов костреца безостого по основным показателям качества вегетативной массы, 2018 – 2019 гг.

Сорт, сортообразец	Сухое вещество, т/га	Облиствен-ность,%	Протеин,%	Сахар,%	Каротин, мг на 1 кг зеленого корма
Безенчукский9 St	5,75	48,5	13,56	13,17	102,6
Отбор 1	6,50	43,8	15,48	11,44	118,4
Отбор 2	6,20	49,6	15,88	8,26	140,9
Воронежский 17	4,75	46,4	15,70	10,14	139,4
Вегур	6,25	49,4	15,69	12,21	116,9
Эркээни	3,95	51,2	16,39	11,20	174,3
СибНИИСХоз 189	5,00	47,4	15,72	13,37	107,6

Рис. 2. Семенная продуктивность сортов и сортообразцов костреца безостого (2018-2019 гг.), кг/га

изменчивости количественных признаков и выявить сорта и образцы, выделяющиеся по ряду хозяйственно-ценных признаков. Установлено, что урожайность зеленой массы в годы изучения отличалась значительной изменчивостью (4,6-23,06%) и находилась в пределах от 14,3 до 30,3 т/га. В среднем за 20182019 гг. наибольшую прибавку к стандарту обеспечили отбор из дикорастущей популяции Отбор 1 и сорт Вегур, 11,4% и 13,9% соответственно. Повышенным содержанием протеина отличались образцы Эркээни (16,39%) и Отбор 2 (15,88%), превышение над стандартом 2,3-2,8%. За годы изучения максимальную урожайность семян обеспечили отборы из местных дикорастущих популяций Отбор 2, Отбор 1 и сорт СибНИИСХоз 189, превышение над стандартом составило 19,0 – 33,3%. Выделенные образцы обладают комплексом хозяйственно-ценных признаков и могут привлекаться в качестве исходного материала для создания новых сортов костреца безостого в условиях лесостепи Самарского Заволжья.